[发明专利]一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法

权利要求书

1.一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，是将含Si的SiMe合金作为阳极进行电解，阴极得到电解精炼金属Me；收集电解产生的阳极泥，对阳极泥除杂后，得到纳米硅粉体；

所述SiMe合金中，Me包括金属铜或铝；

所述SiMe合金中， Si的质量百分含量为0.5-13%；余量为Me；SiMe合金中还包括质量百分含量为0-4%的微合金化金属元素，所述微合金化金属元素选自镍、铁、锰、锌、镁中的至少一种；

CuSi合金采用下述方案制备：

按设计的合金目标成分配取Si粉、Cu粉或配取冶金Si粉、Cu粉与微合金化金属粉末，首先进行至少1次真空熔炼得到母合金锭，然后将母合金锭在氩气保护下进行至少一次重熔得到CuSi合金阳极；

真空熔炼时真空度为10^-3-10^-5Pa，真空熔炼温度及重熔温度均为1250-1450℃；

AlSi合金采用下述方案制备：

按设计的合金目标成分配取Si粉、Al粉或配取冶金Si粉、Al粉与微合金化金属粉末，首先进行至少1次真空熔炼得到母合金锭，然后将母合金锭在氩气保护下进行至少一次重熔得到AlSi合金阳极；

真空熔炼时真空度为10^-3-10^-5Pa，真空熔炼温度及重熔温度均为600-1000℃；

铜电解精炼电解液成分为：铜离子含量30-60g/L，硫酸含量160-250g/L，盐酸含量0.5-1.5mL/L或氯化钾含量0.5-1g/L；

铝电解精炼电解液是：在氯化-1-甲苯-3-丁基咪唑与AlCl₃按摩尔比1:1-3配成的离子液体中添加0.01-0.05moL/L 的NH₄Cl或0.5-2 moL/L的甲苯组成。

2.根据权利要求1所述的一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，其特征在于：所述SiMe合金为CuSi合金时，Si的质量百分含量为1-5%，微合金化金属元素质量百分含量为0-4%，余量为Cu。

3.根据权利要求2所述的一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，其特征在于：

电解工艺参数为：阴极为纯铜电极或不锈钢电极，电解温度40-65℃，槽电压250-350mV，电流密度200-400 A/m²，阴阳极极距30-100mm。

4.根据权利要求1所述的一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，其特征在于：所述SiMe合金为AlSi合金时，Si的质量百分含量为0.5-13%，微合金化金属元素质量百分含量为0-4%，余量为Al。

5.根据权利要求4所述的一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，其特征在于：

电解工艺参数为：

阴极为低碳钢或不锈钢，

电解温度55-90℃；

槽电压250-500mV，

电流密度：50-120 A/m²，

阴阳极极距10-30mm；

电解时氩气保护。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，其特征在于：阳极泥除杂是将阳极泥浸泡在浓度为0.1-1mol/L的酸溶液中，去除金属后，用去离子水清洗至过滤清液pH值为7；

所述酸溶液选自盐酸、硝酸、或盐酸与硝酸以任意比率混合得到的混合酸中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种电解精炼过程中直接制备纳米硅粉体的方法，其特征在于：得到纳米硅粉体的粒度为20-30nm。